用高分辨率x射线显微分析对样品进行表征

包括纳米技术、生命亚博网站下载科学、半导体和微电子等高科技行业的先进材料分析需要不断提高的高分辨率分析性能，以便分析人员能够理解样品特征的细微变化。亚博老虎机网登录

图1所示。TEAM™软件显示线粘接相图

术语分辨率应用于基于sem的微量分析的两个截然不同的方面。分辨率通常被定义为系统解决或分离两个非常接近的分析方面的能力。成像和绘图的空间分辨率将影响分析人员明显分开两个物理上紧密间隔的项目的能力。

改进的能量分辨率允许在光谱，其峰落在紧密间隔的能量，与光元件峰分离的两个元件之间的分化。

真正卓越的微量分析系统能够在这两方面都与一个探测器提供高分辨率的。这可以通过一个半导体装置的分析使用TEAM™EDS分析系统用来说明辛烷硅漂移检测器(SDD)。

亚博网站下载材料的挑战

由于感兴趣的特征的尺寸继续向纳米尺度移动，因此有必要减小电子束的探针尺寸，以实现成功分析所需的空间分辨率。这可以通过降低束流加速电压(kV)和束流电流来实现，从而减小样品中的相互作用体积。

然而，这也导致较低的X射线信号强度和用较少的峰值选择一个较小的光谱能量范围。因此，对于成功的分析，在X射线信号的需要的收集效率要具有较大的检测器传感器最大化并提高几何立体角。此外，在频谱的低端能量分辨率变为用于解决紧密间隔的元素的峰是至关重要的。

分析结果

Mega-Resolution阶段地图

使用带有辛烷值超SDD和5keV电子束能量的TEAM™EDS系统获得的半导体器件横截面相图如图所示图1．数据收集揭示了金接合线到铝接合焊盘与器件结构下方的连接。

由于产生x射线的穿透深度和体积有限，低束能导致更高的空间分辨率，重元素L-和m线与轻元素k线之间的显著峰重叠，从能量分辨率的角度来看，使得元素制图和正确的光谱反褶积具有很高的挑战性。

相位图图1显示具有相似化学成分的区域，而不是纯元素图。这是一个独特的特点团队™EDS系统,能够快速识别区域之间的差异，而不需要覆盖多个元素。中给出了一个例子图2，显示了Si元素图。这张地图显示了Si存在的所有区域，但没有显示区域之间的差异。

图2。如果元素映射

通过从TEAM™软件在相图采集过程中自动识别的不同相中提取硅图，用户能够轻松识别器件封装材料中的玻璃颗粒和器件中的硅氧化物介电层(yabo214图3)、氮化硅阻挡层(图4)，以及纯硅衬底(图5）．

图3。从相图中提取的Si-O相

图4。从相图中提取的Si-N相

图5。从相图中提取的Si相

对富金和富铝相的研究揭示了样品的一个有趣的特征。纯金相图6清楚地显示出金键合线，而图7显示铝键合垫和金属层。然而，TEAM™软件也识别出金/铝金属间相(图8）．对金属间化合物的x射线光谱进行定量分析，发现其成分为60%的铝原子和40%的金原子。

图6。从相图中提取出Au相

图7。从相图中提取的铝相

图8。从相图中提取Au-Al相

铝和金的混合是由于结暴露在高温下造成的。这是集成电路中一个众所周知的失效机制，因为金属间相的增长导致体积减小，导致金-铝界面的空洞。金属间化合物也是一种不良导体，这意味着在键连接中电阻增加。

通过检查器件结构的高倍放大图图9，光敏元件的异常灵敏度辛烷超探测器在低加速度电压下更加清晰。黄色金属铝结构尺寸为1µm(上)和750nm(下)，结构周围的富氮钝化层被清晰解析。

图9。TEAM™软件显示集成电路相图

高分辨率成像与线扫描

虽然绘图提供了样品的详细图像，并更好地了解元素分布和相，但当需要非常快速的采集时，x射线线扫描是一种非常宝贵的工具，这通常是束敏样品的情况。氮气信号从线扫描通过铝层在设备中描述图10．上钝化层的宽度和步长分别为150和20纳米和行扫描的总采集时间为不到30秒。

图10。Al互连线扫描

短的采集时间突出了大面积探测器快速记录高质量光谱而不丢失任何信息的能力，并证明了即使在非常快的采集时间内优良的光元素灵敏度。

这是可能的，因为分辨率稳定和优越的探测器电子辛烷值SDD系列它拥有市场上最快的处理时间，并在任何采集速度下都能保证高质量的数据。

推荐EDAX解决方案

大面积的SDD，如EDAX Octane Ultra，是理想的，用于执行高分辨率半导体微量分析。大检测器有源区和精心设计的几何设计最大化接近具有优异的立体角时相比，类似尺寸的检测器，使所需的最佳成像分辨率SEM的操作条件。

再加上团队™EDS的独特的软件功能的低能量光谱的分辨率质量提供轻元素的性能结果从未有可能大面积探测器系统。通过结合这两项性能属性，辛烷值的SDD最大化的空间和能量分辨率，提供对高要求的样品的最终分析结果。

这些信息已经从EDAX公司提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问EDAX Inc .)